【正文】 置應(yīng)該滿足各個(gè)建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作。 （ 3）、 在滿足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 （ 4）、 樞紐中各建筑物布置要緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。 （ 5）、 盡可能使樞紐中的部分建筑物早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。 水工隧洞路線選擇的原則： （ 1）、隧洞的路線應(yīng)該盡量避開(kāi)不利的地質(zhì)構(gòu)造，圍巖可能不 穩(wěn)定及地下水位高，滲水量豐富的地段，以見(jiàn)效作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。 （ 2）、洞線在平面上應(yīng)該力求短，直，這樣既可以減少工程費(fèi)用，施工方便，并且有良好的水流條件。 （ 3）、隧洞應(yīng)該有一定的埋深。 （ 4）、隧洞的縱坡，應(yīng)該根據(jù)運(yùn)用要求，上下游銜接，施工和檢修等因素綜合分析比較確定。 （ 5）、對(duì)于長(zhǎng)隧洞，選擇洞線時(shí)還應(yīng)該注意利用地形，地質(zhì)條件，布置一些施工支洞，斜井，豎井，以便增加工作面，有利于改善施工條件，加快施工進(jìn)度。 樞紐的外觀應(yīng)該與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。 （ 1） 壩址：樞紐建筑 物的布置要根據(jù)地形，以方便施工的原則，充分利用地形來(lái)布置樞紐建筑物。壩址已經(jīng)選定，位于山灣地上游 110米的地方。 （ 2） 擋水建筑物布置：混凝土面板堆石壩適合已經(jīng)選定的壩址，布置在距離山灣地上游 110米的地方，壩軸線已定。 （ 3） 泄水建筑物布置：河流右岸坡度是 35度。左岸下游 110米的地方有一個(gè)山灣地帶，適合布置溢洪道，所以泄水建筑物選擇正槽溢洪道，考慮廠房可以布置在山灣地帶，所以在右岸布置溢洪道。在 450米高程以上，坡度急劇變緩，具有布置溢洪道的條件。由于左岸布置廠房，有布置電站引水 隧洞。所以排沙隧洞結(jié)合放空隧洞布置于右岸，以利于 水利水電工程論文 21 施工方便。排沙孔排水作為防洪一個(gè)儲(chǔ)備。根據(jù)壩址地形條件，右岸下游 150米的地方有沖溝，溢洪道布置要避開(kāi)沖溝，溢洪道挑坎布置于沖溝與河流相交的地方，以利于挑流消能，同時(shí)與河流有一個(gè)小的夾角，出水流態(tài)有利于河床水流消能，避免河床造成大的沖刷。 （ 4） 水電站建筑物布置：水電站適合布置于交通方便，施工方便，開(kāi)挖比較少的地形。所以電站廠房布置于左岸下游 110米的山灣的地方。有利于減少開(kāi)挖，電站尾水歸河的流態(tài)好。廠房開(kāi)挖小，比較經(jīng)濟(jì)。位于電站 450米的高程的坡 度很小，可以布置開(kāi)關(guān)站。 水利水電工程論文 22 第 4 章 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì) 壩體剖面設(shè)計(jì) 壩體剖面設(shè)計(jì)有：壩頂；上下游壩坡；馬道；排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和上游趾板設(shè)計(jì)。 、壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì) 防浪墻 國(guó)內(nèi)外的面板壩普遍都在其頂部上游側(cè)設(shè)置不透水的擋墻，它即起當(dāng)水作用，又起擋土作用，也是防浪墻。防浪墻延伸到兩岸與壩頭基巖或結(jié)構(gòu)物相連接，形成完整的防滲系統(tǒng)。因此他是壩體防滲結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。 在各種形式的防浪墻中，直墻防浪較為有效，各壩多采用‘ L’形鋼 筋混凝土墻。之所以能夠采用高防浪墻，是因?yàn)榻?jīng)碾壓填筑的壩體具有較好的穩(wěn)定性且沉降量較小，且在施工期基本完成，不會(huì)危機(jī)高防浪墻的防滲性；高防浪墻所節(jié)省的堆石費(fèi)用將大于建造防浪墻的費(fèi)用，壩越高節(jié)省的堆石量越多。有時(shí)為了進(jìn)一步節(jié)省堆石方量，可在壩頂下游一側(cè)另設(shè)擋墻，如成屏一級(jí)壩的防浪墻高 ，在壩頂下游側(cè)另設(shè) 4m高的擋墻，形成“垂直戴帽”結(jié)構(gòu)，致使壩體填筑方量節(jié)約達(dá) 17％。加高防浪墻也是加高壩體的措施之一，薩爾瓦興娜壩在施工過(guò)程中決定將壩頂加高 6m，就是采用高 8m的防浪墻并咱壩頂下游側(cè)加設(shè) 實(shí)現(xiàn)的。 采用較高的防浪墻可以減少堆石填筑方量，降低造價(jià)，綜合考慮壩址區(qū)風(fēng)浪水文條件，初步確定防浪墻高度為 4米。根據(jù)資料 [8]，防浪墻高度范圍 4到 6米，最后確定防浪墻高度 4米。混凝土面板堆石壩穩(wěn)定邊坡為 1： 到 1： 。防浪墻頂高出壩頂 1米到 米。取高出壩頂 1米。去上游邊坡為 1： ，下游邊坡 1： 。防浪墻采用直防浪墻，用“ L”型鋼筋混凝土墻。 壩頂高程 按照設(shè)計(jì)和校核情況計(jì)算取最大者。相應(yīng)靜水位加安全超高。按照資料 [7]，安全超高公式 d=ah +e +A ah :為防浪墻在壩坡上的爬高； e :風(fēng)浪引起的壩前水位壅高； 水利水電工程論文 23 A:為安全超高，取 ；其中ah按照公式計(jì)算 ah = ??nm 。 gHDkve 2/cos2 ?? 。 Dvhl ? 。 lh:設(shè)計(jì)波高； m：壩坡坡率； n：護(hù)坡面糙率，混凝土取 ； k：綜合摩擦系數(shù)，一般取（ ） 310? ,計(jì)算時(shí)取 310? 。 v：設(shè)計(jì)風(fēng)速； D:吹程； H：水庫(kù)水域的平均水深； ? : 風(fēng)向與壩軸線法向的夾角。 防浪墻建基高程應(yīng)高于正常高水位，防浪墻與面板間的接縫應(yīng)安周邊縫來(lái)處理，止水結(jié)構(gòu)必須可靠。堆石體在自重作用下和水荷載作用下產(chǎn)生蠕變，竣工后還會(huì)繼續(xù)發(fā)生沉降及水平位移，壩體填筑是要預(yù)留填筑超高。有效降低了壩頂高程，大大的節(jié)省了工程量。 大壩壩頂寬度取 8 米，壩頂下游設(shè)計(jì)護(hù)攔，取護(hù)攔的高度為 。防浪墻與面板連接處設(shè)計(jì)垂直于面板的接縫，防浪墻底寬實(shí)際與墊層水平寬度相 同。取 ，防浪墻采用混凝土澆筑。過(guò)度層與壩內(nèi)排水體水平寬度取 ，為了方便機(jī)械化施工，排水體設(shè)置在過(guò)渡層后，排水體下依次分別設(shè)計(jì)主堆石體和次堆石體。下游護(hù)坡采用大塊石堆砌，厚度取 。 防浪墻與面板之間設(shè)計(jì)接縫，底部設(shè)計(jì)銅片止水，期于均設(shè)計(jì)為填預(yù)塑柔性填料，取用瀝青木版。經(jīng)過(guò)計(jì)算得設(shè)計(jì)波高為 ，風(fēng)浪在壩上爬高為 米，風(fēng)浪引起的水位壅高為 ，正常情況下的安全超高為 ，非正常情況下的安全超高為 米。所以壩頂高程在設(shè)計(jì)情況下為 452米，校核情況下為 ，這兩個(gè)之間取大的。最后確定壩頂高程為 452 米。防浪墻高出壩頂 1 米，防浪墻頂高程為 453 米。根據(jù)資料 [8]，壩頂寬度一般取為 5米到 8米，壩頂設(shè)計(jì)公路通行，以方便人行。取壩頂寬度為 8米。河流河谷底基巖表面為覆蓋層，厚度為 2米到 3米，壩基面初選在強(qiáng)風(fēng)化線上，壩基開(kāi)挖覆蓋層，強(qiáng)風(fēng)化層初步設(shè)計(jì)開(kāi)挖 2米。則最低壩基面高程取為 438米。計(jì)算得壩高 54米。為了方便施工，壩剖面在下游坡設(shè)計(jì)兩個(gè)馬道，每隔 20米高程一個(gè)，分別在 432米高程設(shè)計(jì)一個(gè)寬度為 2米的馬道，在 412米高程設(shè)計(jì)一個(gè)馬道。設(shè)置馬道有利于壩坡的穩(wěn)定。 、壩坡及馬道設(shè)計(jì) 壩坡取決于壩型、壩高、壩的等級(jí)，壩體及壩基材料的性質(zhì)所承受的荷載、施工和運(yùn)行條件等因素。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)壩殼采用堆石料時(shí)，下游常用坡度為 1： － 1：，上游常用坡度為 1： － 1： 。斜墻壩的下游壩坡坡度可適當(dāng)偏陡，上游壩坡則可適當(dāng)放緩，石質(zhì)壩坡可放緩 。 參考所查斜心墻堆石壩資料列舉相近的工程實(shí)例，如美國(guó)的圓峰大壩，壩高 134m，壩頂寬 ，最大壩底寬度大于 500m，基巖為玄武巖，覆 水利水電工程論文 24 蓋層厚 30m，壩體上游坡 1： ，下游坡 1： 。巴西的芬納斯大壩， 壩高 127m，基巖為石英巖，覆蓋層厚幾米，壩體上游坡 1： ，下游坡 1： 。美國(guó)的瑪蒙特湖大壩，壩高 ，基巖為風(fēng)化片麻巖，覆蓋層厚 ，壩體上游坡 1： 3，下游坡 1： 2。我國(guó)小浪底 為壤土斜心墻堆石壩，壩頂寬 15m，最大壩高 154m，最大壩底寬度 864m。覆蓋層深度 80多米，大壩上游坡 1∶ ，下游坡 1∶ 參考以上工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程，基巖主要為石英砂巖，設(shè)計(jì)地震烈度為 6級(jí)。由于上游為混凝土面板，不設(shè)馬道，上游壩坡坡率設(shè)計(jì)為穩(wěn)定壩坡 ， 1： ，下游壩坡坡率取 1： 。考慮到 攔截雨水，防止沖刷壩面，同時(shí)便于觀測(cè)和檢修、設(shè)置排水設(shè)備，也可作交通之用，下游壩坡每隔 20米高設(shè)一個(gè)馬道，共 2條馬道，馬道寬取 2米。 根據(jù)據(jù)資料 [7]：土石壩的上下游面通常都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。上游面護(hù)坡是為了保護(hù)上游坡細(xì)粒土免受波浪的沖刷；防止靠近泄水建筑物處的上游坡遭受順壩水流的沖刷；防止冰層和漂浮物的損害。下游面護(hù)坡為防止雨水沖刷；防止有水部分的風(fēng)浪、冰層和水流作用；防止壩體無(wú)粘土料被風(fēng)吹散；以及防止蛇、鼠、白蟻等動(dòng)物對(duì)壩體的破壞。 下游護(hù)坡采用大塊石堆砌，厚度取 米。 、排水體設(shè)計(jì) 為防止?jié)B流逸 出處的滲透變形；改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定等，堆石壩均應(yīng)設(shè)壩體排水設(shè)備。排水設(shè)備的型式有： A型，棱體排水； B型，貼坡排水； C型，壩內(nèi)排水設(shè)備，包括褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。 壩體排水設(shè)計(jì)：由于大壩的沉降，導(dǎo)致面板產(chǎn)生應(yīng)力變形，從而產(chǎn)生裂隙而滲漏；或者面板的縫間滲漏造成壩內(nèi)滲流。所以在壩內(nèi)設(shè)計(jì)排水區(qū)。排水區(qū)采用煙囪式排水體。設(shè)計(jì)了排水體，從而減少壩內(nèi)滲透水壓力，提高了透水性，對(duì)大壩起到了保護(hù)的作用。該區(qū)的主要任務(wù)是保持面板漏水的時(shí)候能自由排水而不至于沖壞其他區(qū)（主堆石區(qū)）。該區(qū)配料采用加工 石料，最大顆粒直徑不超過(guò) 150毫米，最小顆粒直徑不小與 5毫米，填筑厚度每層取 600毫米。所以石料采用人工石英砂巖，最大顆粒直徑不得超過(guò) 600毫米，（過(guò)度層最大顆粒直徑為 200 毫米到 300毫米），最小顆粒直徑不小與 5毫米，填筑厚度按每層 1米。（主堆石區(qū)每層碾壓 1米）以方便施工碾壓。 下游棱體材料設(shè)計(jì)：下游棱體是為了排出壩內(nèi)滲流的水而設(shè)計(jì)。所以下游棱體與煙囪式的壩內(nèi)排水提互相連接，下游棱提的重要作用還有起到大塊石重力壓坡。所以棱體材料必須選擇顆粒直徑比較大。設(shè)計(jì)最大顆粒直徑不超過(guò) 800毫米，小于 5毫米的顆粒含 量控制在 05 到 0015 之間，填筑厚度也取 1米。以方便施工碾壓?？障堵士刂圃?0025 到 0030 之間。滲透系數(shù)不大于 。 設(shè)計(jì)壩內(nèi)排水區(qū)位于過(guò)度層之下，設(shè)過(guò)壩底通過(guò)棱體排水排出壩體；壩內(nèi)排水體初定水平寬度為 ，也是以便機(jī)械施工碾壓，橫向通過(guò)棱體的部分高度取 3米。距離棱體頂部取 3米。下游棱體尺寸：取棱體上游坡度為 1： 1，下游坡度按大壩的下游壩 坡坡度。取 1： 。棱體頂部設(shè)計(jì) 2米寬度。由于千分之八的河流比降，下游考慮開(kāi)挖深 水利水電工程論文 25 度等因素，取棱體高度為 14米，棱體底部高程為 398米。 、趾板設(shè)計(jì) 趾板的設(shè)計(jì)包括形式及尺寸設(shè)計(jì)；配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土設(shè)計(jì)。 趾板的形式及尺寸設(shè)計(jì)：混凝土面板與河床及兩岸基巖的連接采用趾板防滲，趾板與面板共同作用形成防滲體。趾板基準(zhǔn)線確定：開(kāi)挖線取自強(qiáng)風(fēng)化線。趾板下基巖風(fēng)化程度為界于強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化之間。根據(jù)資料 [8]，取允許水力梯度 H/S=板 S取 ，取最大為 7米，最小取 4米。趾板的厚度可小于相連接的面板厚度，但是不小于 ，取厚度 h= 米，與面板的厚度相同，趾板頭部的斜長(zhǎng)度一般要求不小于 米，取 。趾板下游面垂直于面板，面板底下的趾板高度不小于 米，取 1米。 趾板的配筋，接縫，及插筋，趾板混凝土 按照資料 [8]，要求趾板混凝土與面板混凝土的要求相同。采用 525硅酸鹽水泥，或普通硅酸鹽水泥，趾板取用普通硅酸鹽水泥，為了趾板的防裂，在趾板混凝土中加入摻和料。采用二級(jí)粉煤灰，摻量取百分之二十。趾板要求膨脹系數(shù)較小打開(kāi)骨料配置。澆筑時(shí)間取在低 溫季節(jié)。 為了簡(jiǎn)化施工，降低工程造價(jià)，趾板配筋采用單層雙向鋼筋，即是配溫度筋。布置在趾板表面。每向配筋率采用 。巖基上趾板鋼筋保護(hù)層厚度取 10厘米。趾板與基巖的連接采用插筋，即是錨筋連接，錨筋直徑取 25毫米，間距去 .挖迷，長(zhǎng)取 4米。錨筋用普通鋼筋制作。用砂漿埋固于鉆孔內(nèi)，頂部采用 90 度彎鉤與面層鋼筋連接。趾板要求根據(jù)開(kāi)挖后的地基設(shè)計(jì)伸縮縫，縫間距取不大于 9米?？p中設(shè)計(jì)金屬止水片。為了有效地防止出現(xiàn)溫度裂縫，趾板施工縫間距采用 15米。 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì) 依照資料 [12]，將面板壩填筑體分成三個(gè)主要區(qū)，分別是土料鋪蓋區(qū)，半透水料墊層區(qū)和主堆石區(qū)。 土料鋪蓋區(qū)又稱為防滲補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：用防滲土料碾壓填筑或水下拋填而成，采用粘土覆蓋周邊縫及高程比較低的面板。以免面板出現(xiàn)裂縫和板間縫，周邊縫張開(kāi)時(shí)，土料進(jìn)入縫中，從而恢復(fù)防滲，可以利用天然淤積物來(lái)形成土料鋪蓋區(qū)。 半透水墊層區(qū)：直接位于